本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù):
相關(guān)技術(shù)中,對于雙極壓縮系統(tǒng)而言,其可以提高系統(tǒng)制熱量,特別是低溫制熱量,理論上也可以提高能效。但由于增加了一個排氣閥片從而帶來的排氣壓力損失的增大,并且在目前的雙級壓縮補(bǔ)氣系統(tǒng)中,低壓排氣溫度仍高,通過與補(bǔ)氣混合后造成高壓級吸氣溫度較高,為了控制排氣溫度,一般會通過補(bǔ)氣帶液等進(jìn)行改進(jìn),但這樣就造成了能效的損失。
而對于單級壓縮系統(tǒng)而言,進(jìn)入蒸發(fā)器的冷媒干度得到了降低,蒸發(fā)器的換熱效率會得到提高了,并回收了一部分壓縮功,對提高能效有顯著效果。但在低溫等高壓比工況下,其壓縮機(jī)的泄漏量仍大,制熱量等表現(xiàn)不如雙級壓縮。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此,本發(fā)明提出一種制冷系統(tǒng),該制冷系統(tǒng)制熱量高,制冷、制熱的能效高,而且壓縮功的損耗小。
根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng),包括:壓縮機(jī),所述壓縮機(jī)內(nèi)部具有彼此獨(dú)立的第一壓縮腔、第二壓縮腔和第三壓縮腔,所述第一壓縮腔具有第一吸氣口和第一排氣口,所述第二壓縮腔具有第二吸氣口和第二排氣口,所述第三壓縮腔具有第三吸氣口和第三排氣口,其中,所述第一排氣口與所述第二吸氣口連通,所述第二排氣口和所述第三排氣口分別與所述壓縮機(jī)的主排氣口連通;四通換向閥,所述四通換向閥具有第一至第四閥口,所述第一閥口與所述主排氣口連通,所述第四閥口與所述第一吸氣口連通,其中所述第一閥口可選擇地與所述第二閥口和所述第三閥口中的一個導(dǎo)通,所述第四閥口可選擇地與所述第二閥口和所述第三閥口中的另一個導(dǎo)通;室外換熱器,所述室外換熱器具有供冷媒進(jìn)出的第一室外端口和第二室外端口,所述第一室外端口與所述第二閥口連通;室內(nèi)換熱器,所述室內(nèi)換熱器具有供冷媒進(jìn)出的第一室內(nèi)端口和第二室內(nèi)端口,所述第一室內(nèi)端口與所述第三閥口連通;用于對流過其的冷媒進(jìn)行氣液分離的氣液分離組件,所述氣液分離組件包括第一氣體出口和第二氣體出口,其中所述第一氣體出口和所述第二氣體出口中的一個與第二吸氣口連通,且另一個與所述第三吸氣口連通;用于對流過其的冷媒進(jìn)行節(jié)流的節(jié)流組件,所述節(jié)流組件與所述氣液分離組件串聯(lián)后連接在所述第二室內(nèi)端口和所述第二室外端口之間。
根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng),制熱量高,制冷、制熱的能效高,而且壓縮功的損耗小。
在一些可選實施例中,所述氣液分離組件包括:第一氣液分離裝置,所述第一氣液分離裝置的底部具有第一開口和第二開口,所述第一氣體出口設(shè)在所述第一氣液分離裝置的頂部;第二氣液分離裝置,所述第二氣液分離裝置的底部具有第三開口和第四開口,所述第二氣體出口設(shè)在所述第二氣液分離裝置的頂部;
所述節(jié)流組件包括:第一至第三節(jié)流裝置,所述第一節(jié)流裝置串聯(lián)在所述第二室外端口和所述第一開口之間,所述第二節(jié)流裝置的兩端分別與所述第二開口和所述第三開口連通,所述第三節(jié)流裝置串聯(lián)在所述第二室內(nèi)端口和所述第四開口之間。
在一些可選實施例中,所述第一氣體出口與所述第三吸氣口相連,且所述第二氣體出口與所述第二吸氣口相連。
在一些可選實施例中,所述制冷系統(tǒng)還包括用于冷媒換向的換向裝置,所述換向裝置包括:C端口、D端口、S端口和E端口,所述C端口與所述第二室外端口相連,所述E端口與所述第二室內(nèi)端口相連,所述S端口與所述第一節(jié)流裝置的遠(yuǎn)離所述第一氣液分離裝置的一端相連,所述D端口與所述第三節(jié)流裝置的遠(yuǎn)離所述第二氣液分離裝置的一端相連,其中所述C端口可選擇地與所述D端口和所述S端口的其中一個導(dǎo)通,所述E端口可選擇地與所述D端口和所述S端口的其中另一個導(dǎo)通。
在一些可選實施例中,所述第一氣體出口與所述第二吸氣口相連,且所述第二氣體出口與所述第三吸氣口相連。
在一些可選實施例中,所述第一氣液分離裝置的頂部還具有第五開口,所述第五開口與所述第二開口在所述第一氣液分離裝置內(nèi)部通過第一通道連通,所述第一開口與所述第一氣體出口在所述第一氣液分離裝置內(nèi)部通過第二通道連通,所述第一通道和所述第二通道彼此間隔開且可進(jìn)行熱交換,其中所述第五開口連接在所述第一節(jié)流裝置和所述S端口之間。
在一些可選實施例中,所述第一氣體出口與所述第三吸氣口相連,且所述第二氣體出口與所述第二吸氣口相連。
在一些可選實施例中,所述第二氣液分離裝置的頂部還具有第六開口,所述第六開口與所述第四開口在所述第二氣液分離裝置內(nèi)部通過第三通道連通,所述第三開口與所述第二氣體出口在所述第二氣液分離裝置內(nèi)部通過第四通道連通,所述第三通道和所述第四通道彼此間隔開且可進(jìn)行熱交換,其中所述第六開口連接在所述第二節(jié)流裝置和所述第二開口之間。
在一些可選實施例中,所述第一氣體出口與所述第二吸氣口相連,且所述第二氣體出口與所述第三吸氣口相連。
在一些可選實施例中,所述制冷系統(tǒng)還包括:輔助換熱器,所述輔助換熱器的兩端分別與所述第一排氣口和第二吸氣口相連;第一通斷閥,所述第一通斷閥并聯(lián)在所述輔助換熱器的兩端。
在一些可選實施例中,所述制冷系統(tǒng)還包括:第二通斷閥,所述第二通斷閥與所述輔助換熱器串聯(lián)。
在一些可選實施例中,所述壓縮機(jī)為雙缸壓縮腔,其中所述第二壓縮腔和所述第三壓縮腔位于同一氣缸內(nèi)且通過兩個滑片將所述氣缸的內(nèi)腔分隔開以形成所述第二壓縮腔和所述第三壓縮腔,其中所述兩個滑片之間的滑片中心線夾角α滿足10°≤α≤180°。
在一些可選實施例中,
所述壓縮機(jī)為雙缸壓縮腔,其中所述第一壓縮腔和所述第三壓縮腔位于同一氣缸內(nèi)且通過兩個滑片將所述氣缸的內(nèi)腔分隔開以形成所述第一壓縮腔和所述第三壓縮腔,其中所述兩個滑片之間的滑片中心線夾角β滿足5°≤β≤90°。
在一些可選實施例中,所述第一壓縮腔、所述第二壓縮腔和所述第三壓縮腔的容積分別為V1、V2、V3,且滿足:20%≤V2/V1≤85%,3%≤V3/V1≤20%。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制冷系統(tǒng)原理圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的制冷系統(tǒng)原理圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的制冷系統(tǒng)原理圖;
圖4是根據(jù)本發(fā)明第四個實施例的制冷系統(tǒng)原理圖。
附圖標(biāo)記:
制冷系統(tǒng)100;
壓縮機(jī)1;第一吸氣口11;第一排氣口12;第二吸氣口13;第三吸氣口14;主排氣口15;
四通換向閥2;第一閥口21;第二閥口22;第三閥口23;第四閥口24;
室外換熱器3;第一室外端口31;第二室外端口32;
室內(nèi)換熱器4;第一室內(nèi)端口41;第二室內(nèi)端口42;
第一氣液分離裝置5;第一氣體出口51;第一開口52;第二開口53;第五開口54;
第二氣液分離裝置6;第二氣體出口61;第三開口62;第四開口63;第六開口64;
第一節(jié)流裝置71;第二節(jié)流裝置72;第三節(jié)流裝置73;
換向裝置8;輔助換熱器9;
第一通斷閥101;第二通斷閥102。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
下面參考圖1-圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100。
如圖1-圖4所示,根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100,包括:壓縮機(jī)1、四通換向閥2、室外換熱器3、室內(nèi)換熱器4、氣液分離組件和節(jié)流組件。
壓縮機(jī)1包括外部的殼體,和設(shè)在殼體內(nèi)部且彼此獨(dú)立的第一壓縮腔、第二壓縮腔和第三壓縮腔,這里所述的三個壓縮腔“彼此獨(dú)立”是指這三個壓縮腔之間的壓縮過程彼此獨(dú)立,互不影響。
其中,第一壓縮腔具有第一吸氣口11和第一排氣口12,第二壓縮腔具有第二吸氣口13和第二排氣口,第三壓縮腔具有第三吸氣口14和第三排氣口,其中,第一排氣口12與第二吸氣口13連通,第二排氣口和第三排氣口分別與壓縮機(jī)1的主排氣口15連通??蛇x地,主排氣口15可以形成在壓縮機(jī)1殼體的頂部,例如附圖所示。第二排氣口和第三排氣口可以與壓縮機(jī)1的殼體內(nèi)部空間連通,進(jìn)而與主排氣口15連通。
由于第一排氣口12與第二吸氣口13連通,第二排氣口和第三排氣口分別與壓縮機(jī)1的主排氣口15連通,也就是說,第一壓縮腔和第二壓縮腔在壓縮過程中串聯(lián)從而構(gòu)成雙級壓縮機(jī)1構(gòu),第三壓縮腔與第二壓縮腔在壓縮過程中并聯(lián),從而第三壓縮腔構(gòu)成單級壓縮腔機(jī)構(gòu)。
如圖1-圖4所示,四通換向閥2具有第一閥口21、第二閥口22、第三閥口23、第四閥口24,第一閥口21與主排氣口15連通,第四閥口24與第一吸氣口11連通,其中第一閥口21可選擇地與第二閥口22和第三閥口23中的一個導(dǎo)通,第四閥口24可選擇地與第二閥口22和第三閥口23中的另一個導(dǎo)通。
室外換熱器3具有供冷媒進(jìn)出的第一室外端口31和第二室外端口32,第一室外端口31與第二閥口22連通,室內(nèi)換熱器4具有供冷媒進(jìn)出的第一室內(nèi)端口41和第二室內(nèi)端口42,第一室內(nèi)端口41與第三閥口23連通。
氣液分離組件用于對流過其的冷媒進(jìn)行氣液分離,氣液分離組件包括第一氣體出口51和第二氣體出口61,其中第一氣體出口51和第二氣體出口61中的一個與第二吸氣口13連通,且另一個與第三吸氣口14連通。需要解釋的是,冷媒進(jìn)行氣液分離后冷媒會將氣體部分和液體部分分離開,冷媒的液體部分繼續(xù)參與系統(tǒng)循環(huán),氣體部分可以通過第一氣體出口51和第二氣體出口61排出后直接送入到第二壓縮腔或者第三壓縮腔內(nèi)進(jìn)行氣體壓縮。也就是說,通過設(shè)置氣液分離組件,從而可以在冷媒運(yùn)行過程中,將一部分冷媒氣體補(bǔ)充到壓縮機(jī)1內(nèi),從而起到補(bǔ)氣或回氣的作用。
節(jié)流組件用于對流過其的冷媒進(jìn)行節(jié)流,節(jié)流組件與氣液分離組件串聯(lián)后連接在第二室內(nèi)端口42和第二室外端口32之間。節(jié)流組件在系統(tǒng)中起到冷媒的節(jié)流降壓作用。
由于第一壓縮腔和第二壓縮腔構(gòu)成雙級壓縮機(jī)1構(gòu),因此第一氣體出口51或者第二氣體出口61與第二吸氣口13連通,從而氣體冷媒形成對雙級壓縮的中間補(bǔ)氣;第三壓縮腔構(gòu)成單級壓縮腔機(jī)構(gòu),因此第一氣體出口51或者第二氣體出口61與第三吸氣口14連通,從而氣體冷媒形成對單級壓縮的回氣。
因此,根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100,即包括雙級壓縮系統(tǒng)循環(huán),也包括單級壓縮系統(tǒng)循環(huán),由此制冷系統(tǒng)100集合了雙級壓縮和單級壓縮的優(yōu)點(diǎn),即雙級壓縮的系統(tǒng)循環(huán)可以提高制熱量,特別是低溫制熱量,理論上也可以提高能效,單級壓縮的系統(tǒng)循環(huán)降低了進(jìn)入蒸發(fā)器的冷媒干度,提高了蒸發(fā)器的換熱效率,并回收了一部分壓縮功,對提高能效有顯著效果。綜上,根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100,制熱量高,制冷、制熱的能效高,而且壓縮功的損耗小。
下面將分別參考圖1-圖4詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明制冷系統(tǒng)100的不同實施例。
如圖1所示,氣液分離組件包括第一氣液分離裝置5和第二氣液分離裝置6。第一氣液分離裝置5的底部具有第一開口52和第二開口53,第一氣體出口51設(shè)在第一氣液分離裝置5的頂部,第二氣液分離裝置6的底部具有第三開口62和第四開口63,第二氣體出口61設(shè)在第二氣液分離裝置6的頂部??蛇x地,在圖1所示的實施例中,第一氣液分離裝置5和第二氣液分離裝置6可以均為閃蒸器,上述的各個開口用于冷媒的液體部分的進(jìn)出,氣體出口用于冷媒的氣體部分的排出。此外,第一氣體出口51與第三吸氣口14相連,且第二氣體出口61與第二吸氣口13相連。
進(jìn)一步地,節(jié)流組件包括第一節(jié)流裝置71、第二節(jié)流裝置72和第三節(jié)流裝置73,第一節(jié)流裝置71串聯(lián)在第二室外端口32和第一開口52之間,第二節(jié)流裝置72的兩端分別與第二開口53和第三開口62連通,第三節(jié)流裝置73串聯(lián)在第二室內(nèi)端口42和第四開口63之間。
下面描述對于圖1所示的制冷系統(tǒng)100的實施例在進(jìn)行制冷和制熱循環(huán)時冷媒流向:
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制冷模式時,如圖1所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室外換熱器3,再經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5內(nèi)進(jìn)行氣液分離,冷媒從第一氣液分離裝置5出來分為兩路,一路為氣態(tài),從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;冷媒從第一氣液分離裝置5出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第二氣液分離裝置6進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第三節(jié)流裝置73進(jìn)入到室內(nèi)換熱器4內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制熱模式時,如圖1所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室內(nèi)換熱器4,再經(jīng)第三節(jié)流裝置73進(jìn)入到第二氣液分離裝置6內(nèi)進(jìn)行氣液分離,冷媒從第二氣液分離裝置6出來分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第一氣液分離裝置5進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;冷媒從第一氣液分離裝置5出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到室外換熱器3內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
綜上,本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100通過對冷媒流程的布置優(yōu)化,來實現(xiàn)優(yōu)化雙級壓縮和單級壓縮功能,既增加了制熱量,又提高了制冷、制熱的能效。
如圖1所示的實施例中,可選地,第一氣液分離裝置5和第二氣液分離裝置6可以均為閃蒸器,由此可以使系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)更加簡單。
如圖1所示,在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中,制冷系統(tǒng)100還包括輔助換熱器9和第一通斷閥101,輔助換熱器9的兩端分別與第一排氣口12和第二吸氣口13相連,第一通斷閥101并聯(lián)在輔助換熱器9的兩端。系統(tǒng)增加了輔助換熱器9,從而系統(tǒng)在進(jìn)行制冷循環(huán)時,第一通斷閥101關(guān)閉,冷媒從第一排氣口12出來后經(jīng)輔助換熱冷卻后再與補(bǔ)氣回路的飽和氣體混合,然后一起進(jìn)入第二吸氣口13。
具體地,制冷時,壓縮機(jī)1內(nèi)部的冷媒流程為:對于雙級壓縮循環(huán)而言,其中間補(bǔ)氣冷媒流程為:冷媒經(jīng)第一吸氣口11進(jìn)入到第一壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮,后從第一排氣口12排出,經(jīng)輔助換熱冷卻后,并與從第二氣液分離裝置6分離出的氣態(tài)冷媒混合后,經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔進(jìn)行壓縮,再從第二排氣口排出,并經(jīng)主排氣口15排出壓縮機(jī)1;單級壓縮流程中,冷媒是由第三壓縮腔獨(dú)立進(jìn)行壓縮。由此,制冷循環(huán)式,由于經(jīng)輔助換熱器9冷卻后再回到第二壓縮腔進(jìn)行壓縮,從而降低了排氣溫度,提高了系統(tǒng)的可靠性。
當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行制熱時,第一通斷閥101開啟,大部分冷媒經(jīng)過電磁閥,輔助換熱器9處于短路狀態(tài)。由此在制熱時,可以保證回氣的溫度。
進(jìn)一步地,如圖1所示,制冷系統(tǒng)100還包括第二通斷閥102,第二通斷閥102與輔助換熱器9串聯(lián)。具體地,第二通斷閥102用于控制冷媒在輔助換熱器9所在管路的導(dǎo)通和截斷,即第二通斷閥102與輔助換熱器9串聯(lián)后匝再一同與第一通斷閥101并聯(lián)。
制冷時,第一通斷閥101關(guān)閉,第二通斷閥102導(dǎo)通,冷媒從第一排氣口12出來先經(jīng)輔助換熱器9冷卻后,再與補(bǔ)氣回路的飽和氣體混合,然后一起進(jìn)入第二吸氣口13。制熱時,第一通斷閥101導(dǎo)通,第二通斷閥102關(guān)閉,由此冷媒從第一排氣口12出來直接與補(bǔ)氣回路的飽和氣體混合,然后一起進(jìn)入第二吸氣口13。由此通過設(shè)置第二通斷閥102,能夠更精確的控制冷媒的流向。
圖2所示實施例與圖1所示實施例不同的是,增加了用于制冷劑換向的換向裝置8。如圖2所示,換向裝置8包括:C端口、D端口、S端口和E端口,C端口與第二室外端口32相連,E端口與第二室內(nèi)端口42相連,S端口與第一節(jié)流裝置71的遠(yuǎn)離第一氣液分離裝置5的一端相連,D端口與第三節(jié)流裝置73的遠(yuǎn)離第二氣液分離裝置6的一端相連,其中C端口可選擇地與D端口和S端口的其中一個導(dǎo)通,E端口可選擇地與D端口和S端口的其中另一個導(dǎo)通。
在如圖2所示的實施例中,第一氣體出口51與第二吸氣口13相連,且第二氣體出口61與第三吸氣口14相連。
下面描述對于圖2所示的制冷系統(tǒng)100的實施例在進(jìn)行制冷和制熱循環(huán)時冷媒流向:
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制冷模式時,如圖2所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室外換熱器3,再經(jīng)換向裝置8(C端口至S端口)、第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5內(nèi)進(jìn)行氣液分離,冷媒從第一氣液分離裝置5出來分為兩路,一路為氣態(tài),從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第一氣液分離裝置5出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第二氣液分離裝置6進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至E端口)進(jìn)入到室內(nèi)換熱器4內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制熱模式時,如圖2所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室內(nèi)換熱器4,再經(jīng)換向裝置8(E端口至S端口)、第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5內(nèi)進(jìn)行氣液分離,冷媒從第一氣液分離裝置5出來分為兩路,一路為氣態(tài),從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第一氣液分離裝置5出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第二氣液分離裝置6進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至C端口)進(jìn)入到室內(nèi)換熱器4內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
也就是說,通過設(shè)置該換向裝置8,能夠有效的控制冷媒的流向,針對本實施例,設(shè)置換向裝置8后,系統(tǒng)在進(jìn)行制冷和制熱時,冷媒在氣液分離組件中的流動方向是相同的。
綜上,本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100通過對冷媒流程的布置優(yōu)化,來實現(xiàn)優(yōu)化雙級壓縮和單級壓縮功能,既增加了制熱量,又提高了制冷、制熱的能效。
如圖2所示的實施例中,可選地,第一氣液分離裝置5和第二氣液分離裝置6可以均為閃蒸器,由此可以使系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)更加簡單。
如圖3所示的實施例中,與圖2不同的是,第一氣液分離裝置5為經(jīng)濟(jì)器,第二氣液分離裝置6為閃蒸器。需要說明的是,來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑在進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器后分為兩部分,一部分通過節(jié)流,以熱量膨脹的方式進(jìn)行進(jìn)一步冷卻,去降低另一部分的溫度,令其過冷,這被穩(wěn)定下來的過冷液體通過供液閥直接進(jìn)蒸發(fā)器制冷。而另一部分未冷卻的氣態(tài)制冷劑通過經(jīng)濟(jì)器與壓縮機(jī)1的連通管道,重新進(jìn)入壓縮機(jī)1繼續(xù)壓縮,進(jìn)入循環(huán)。它通過膨脹制冷的方式來穩(wěn)定液態(tài)制冷介質(zhì),以提高系統(tǒng)容量和效率。
具體地,如圖3所示,第一氣液分離裝置5的頂部還具有第五開口54,第五開口54與第二開口53在第一氣液分離裝置5內(nèi)部通過第一通道連通,第一開口52與第一氣體出口51在第一氣液分離裝置5內(nèi)部通過第二通道連通,第一通道和第二通道彼此間隔開且可進(jìn)行熱交換,其中第五開口54連接在第一節(jié)流裝置71和S端口之間。
在如圖3所示的實施例中,第一氣體出口51與第三吸氣口14相連,且第二氣體出口61與第二吸氣口13相連。
下面描述對于圖3所示的制冷系統(tǒng)100的實施例在進(jìn)行制冷和制熱循環(huán)時冷媒流向:
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制冷模式時,如圖3所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室外換熱器3,再經(jīng)換向裝置8(C端口至S端口),一部分冷媒經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5的第二通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第一氣液分離器的第一通道內(nèi),由于經(jīng)過第一節(jié)流裝置71節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第一通道和第二通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第二通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),并從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液體冷媒從第一氣液分離裝置5出來,經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第二氣液分離裝置6進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至E端口)進(jìn)入到室內(nèi)換熱器4內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制熱模式時,如圖3所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室內(nèi)換熱器4,再經(jīng)換向裝置8(E端口至S端口),一部分冷媒經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5的第二通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第一氣液分離器的第一通道內(nèi),由于經(jīng)過第一節(jié)流裝置71節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第一通道和第二通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第二通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),并從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液體冷媒從第一氣液分離裝置5出來,經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入第二氣液分離裝置6進(jìn)行氣液分離且再次分為兩路,一路為氣態(tài),從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;冷媒從第二氣液分離裝置6出來的另一路為液態(tài),經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至C端口)進(jìn)入到室外換熱器3內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
綜上,本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100通過對冷媒流程的布置優(yōu)化,來實現(xiàn)優(yōu)化雙級壓縮和單級壓縮功能,既增加了制熱量,又提高了制冷、制熱的能效。
如圖4所示的實施例中,與圖3不同的是,第二氣液分離裝置6也為經(jīng)濟(jì)器。
具體地,如圖4所示,第二氣液分離裝置6的頂部還具有第六開口64,第六開口64與第四開口63在第二氣液分離裝置6內(nèi)部通過第三通道連通,第三開口62與第二氣體出口61在第二氣液分離裝置6內(nèi)部通過第四通道連通,第三通道和第四通道彼此間隔開且可進(jìn)行熱交換,其中第六開口64連接在第二節(jié)流裝置72和第二開口53之間。
在如圖4所示的實施例中,第一氣體出口51與第二吸氣口13相連,且第二氣體出口61與第三吸氣口14相連。
下面描述對于圖4所示的制冷系統(tǒng)100的實施例在進(jìn)行制冷和制熱循環(huán)時冷媒流向:
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制冷模式時,如圖4所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室外換熱器3,再經(jīng)換向裝置8(C端口至S端口),一部分冷媒經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5的第二通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第一氣液分離器的第一通道內(nèi),由于經(jīng)過第一節(jié)流裝置71節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第一通道和第二通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第二通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),并從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液體冷媒從第一氣液分離裝置5出來,一部分冷媒經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入到第二氣液分離裝置6的第四通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第二氣液分離器的第三通道內(nèi),由于經(jīng)過第二節(jié)流裝置72節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第三通道和第四通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第四通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),其他冷媒從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液態(tài)冷媒從第二氣液分離裝置6出來,經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至E端口)進(jìn)入到室內(nèi)換熱器4內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
當(dāng)制冷系統(tǒng)100運(yùn)行制熱模式時,如圖4所示,其冷媒循環(huán)流程為:冷媒從壓縮機(jī)1的主排氣口15排出后,經(jīng)四通換向閥2流向室內(nèi)換熱器4,再經(jīng)換向裝置8(E端口至S端口),一部分冷媒經(jīng)第一節(jié)流裝置71進(jìn)入到第一氣液分離裝置5的第二通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第一氣液分離器的第一通道內(nèi),由于經(jīng)過第一節(jié)流裝置71節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第一通道和第二通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第二通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),并從第一氣液分離裝置5頂部的第一氣體出口51排出后經(jīng)第二吸氣口13進(jìn)入到第二壓縮腔,此為雙級壓縮的中間補(bǔ)氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液體冷媒從第一氣液分離裝置5出來,一部分冷媒經(jīng)第二節(jié)流裝置72進(jìn)入到第二氣液分離裝置6的第四通道內(nèi),另一部分冷媒直接進(jìn)入到第二氣液分離器的第三通道內(nèi),由于經(jīng)過第二節(jié)流裝置72節(jié)流后,冷媒溫度得到降低,進(jìn)而第三通道和第四通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行換熱,第四通道內(nèi)的冷媒受熱后,一部分液體冷媒蒸發(fā)形成為氣態(tài),其他冷媒從第二氣液分離裝置6頂部的第二氣體出口61排出后經(jīng)壓縮機(jī)1的第三吸氣口14進(jìn)入到第三壓縮腔,此為單級壓縮吸氣回路;未形成為氣態(tài)的冷媒仍然保持為液態(tài),液態(tài)冷媒從第二氣液分離裝置6出來,經(jīng)第三節(jié)流裝置73、換向裝置8(D端口至C端口)進(jìn)入到室外換熱器3內(nèi)進(jìn)行換熱,而后再經(jīng)四通換向閥2以及第一吸氣口11回到第一壓縮腔內(nèi),此為雙級壓縮的吸氣回路。如此循環(huán)。
綜上,本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100通過對冷媒流程的布置優(yōu)化,來實現(xiàn)優(yōu)化雙級壓縮和單級壓縮功能,既增加了制熱量,又提高了制冷、制熱的能效。
此外,在本發(fā)明的實施例中,可選地,壓縮機(jī)1可以是三缸壓縮機(jī)1,并且具有三個氣缸,每個氣缸分別限定出一個壓縮腔。在本發(fā)明的另一個實施例中,壓縮機(jī)1還可以是雙缸壓縮腔,其中上述三個壓縮腔中的兩個可以共用一個氣缸。
例如在本發(fā)明的一個實施例中,壓縮機(jī)1為雙缸壓縮腔,其中第二壓縮腔和第三壓縮腔位于同一氣缸內(nèi)且通過兩個滑片將氣缸的內(nèi)腔分隔開以形成第二壓縮腔和第三壓縮腔,其中兩個滑片之間的滑片中心線夾角α滿足10°≤α≤180°。由此可以使壓縮機(jī)1的高度降低,零部件數(shù)量得到減少。而且通過將第二壓縮腔和第三壓縮腔共用一個氣缸,第一壓縮腔形成在另一個氣缸內(nèi),從而可以滿足第一壓縮腔的壓縮量要求。
例如在本發(fā)明的另一個實施例中,壓縮機(jī)1為雙缸壓縮腔,其中第一壓縮腔和第三壓縮腔位于同一氣缸內(nèi)且通過兩個滑片將氣缸的內(nèi)腔分隔開以形成第一壓縮腔和第三壓縮腔,其中兩個滑片之間的滑片中心線夾角β滿足5°≤β≤90°。由此可以使壓縮機(jī)1的高度降低,零部件數(shù)量得到減少。而且通過將第一壓縮腔和第三壓縮腔共用一個氣缸,第二壓縮腔形成在另一個氣缸內(nèi),從而可以滿足第二壓縮腔的壓縮量要求。
在本發(fā)明的實施例中,第一壓縮腔、第二壓縮腔和第三壓縮腔的容積分別為V1、V2、V3,且滿足:20%≤V2/V1≤85%,3%≤V3/V1≤20%。由此可以優(yōu)化三個壓縮腔之間的容積比,利于系統(tǒng)匹配及控制。
優(yōu)選地,當(dāng)?shù)谝粔嚎s腔的排氣,在不經(jīng)輔助換熱器9冷卻就同系統(tǒng)補(bǔ)氣一起進(jìn)入第二壓縮腔壓縮時,V1、V2滿足:60%≤V2/V1≤85%。當(dāng)?shù)谝粔嚎s腔的排氣,在經(jīng)輔助換熱器9冷卻處理后再同系統(tǒng)補(bǔ)氣一起進(jìn)入第二壓縮腔壓縮時,V1、V2滿足:40%≤V2/V1≤75%。由此可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的匹配以及控制。
綜上,根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)100,制熱量高,制冷、制熱的能效高,而且壓縮功的損耗小。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。